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golang实现dns域名解析(一)

2018-08-22  vclyin

  本文将详细讲解如何用go语言一步一步实现dns域名解析的过程,并简单介绍点dns有关的知识,直接开始正题吧。

  首先我们要了解dns解析的过程,没有了解的请看这里DNS入门(转)很详细。扫盲结束后,我们需要了解下dns报文格式,知道了报文的格式是怎样的,才可以写代码构造dns请求包:    

  dns请求和应答都是用相同的报文格式,分成5个段(有的报文段在不同的情况下可能为空),如下:         

  

  Header段是报文的头部,它定义了报文是请求还是应答,也定义了其他段是否需要存在,以及是标准查询还是其他。     

  Header包含如下字段:

         

  各字段分别解释如下:

  ID:请求客户端设置的16位标示,服务器给出应答的时候会带相同的标示字段回来,这样请求客户端就可以区分不同的请求应答了。

  QR:1个比特位用来区分是请求(0)还是应答(1)。

  OPCODE:4个比特位用来设置查询的种类,应答的时候会带相同值,可用的值如下: 0 标准查询 (QUERY) 1 反向查询 (IQUERY) 2 服务器状态查询 (STATUS) 3-15保留值,暂时未使用

  AA:授权应答(Authoritative Answer) - 这个比特位在应答的时候才有意义,指出给出应答的服务器是查询域名的授权解析服务器。注意因为别名的存在,应答可能存在多个主域名,这个AA位对应请求名,或者应答中的第一个主域名。

  TC:截断(TrunCation) - 用来指出报文比允许的长度还要长,导致被截断。   

  RD:期望递归(Recursion Desired) - 这个比特位被请求设置,应答的时候使用的相同的值返回。如果设置了RD,就建议域名服务器进行递归解析,递归查询的支持是可选的。   

  RA:支持递归(Recursion Available) - 这个比特位在应答中设置或取消,用来代表服务器是否支持递归查询。   

  Z:保留值,暂时未使用。在所有的请求和应答报文中必须置为0。   

  RCODE:应答码(Response code) - 这4个比特位在应答报文中设置,代表的含义如下:

    0 没有错误。

    1 报文格式错误(Format error) - 服务器不能理解请求的报文。

    2 服务器失败(Server failure) - 因为服务器的原因导致没办法处理这个请求。

    3 名字错误(Name Error) - 只有对授权域名解析服务器有意义,指出解析的域名不存在。

    4 没有实现(Not Implemented) - 域名服务器不支持查询类型。

    5 拒绝(Refused) - 服务器由于设置的策略拒绝给出应答。比如,服务器不希望对某些请求者给出应答,或者服务器不希望进行某些操作(比如区域传送zone transfer)。

    6-15 保留值,暂时未使用。

  QDCOUNT 无符号16位整数表示报文请求段中的问题记录数。

  ANCOUNT 无符号16位整数表示报文回答段中的回答记录数。

  NSCOUNT 无符号16位整数表示报文授权段中的授权记录数。

  ARCOUNT 无符号16位整数表示报文附加段中的附加记录数。

  根据这些,dns头部的数据结构可以定义如下:

  type dnsHeader struct {

      Id                                 uint16

      Bits                               uint16

      Qdcount, Ancount, Nscount, Arcount uint16

  }

  构造头部信息我们主要处理Bits,可以直接根据需求对相应位置值,也可以定义好每一个字段,通过移位的方式然后相加构造请求的头部各个字段。推荐后一种方法,这样就有:

      header.Bits = QR<<15 + OperationCode<<11 + AuthoritativeAnswer<<10 + Truncation<<9 + RecursionDesired<<8 + RecursionAvailable<<7 + ResponseCode

    其他的头部信息就比较简单了:

  requestHeader := dnsHeader{

        Id:      0x0010,

        Qdcount: 1,

        Ancount: 0,

        Nscount: 0,

        Arcount: 0,

  }

  报文头搞定后,接下来就是查询问题Question

  Question段描述了查询的问题,包括查询类型(QTYPE),查询类(QCLASS),以及查询的域名(QNAME)。字段含义如下   QNAME域名被编码为一些labels序列,每个labels包含一个字节表示后续字符串长度,以及这个字符串,以0长度和空字符串来表示域名结束。注意这个字段可能为奇数字节,不需要进行边界填充对齐。   QTYPE2个字节表示查询类型,.取值可以为任何可用的类型值,以及通配码来表示所有的资源记录。   QCLASS2个字节表示查询的协议类,比如,IN代表Internet。所以我们直接定义查询的结构体如下:

  type dnsQuery struct {

      QuestionType  uint16

      QuestionClass uint16

  }

查询的域名不定义在查询的结构体中,由函数接收参数的方式接收。

  剩下的3个段包含相同的格式:一系列可能为空的资源记录(RRs)。Answer段包含回答问题的RRs;授权段包含授权域名服务器的RRs;附加段包含和请求相关的,但是不是必须回答的RRs。而在发送请求的时候,我们是发起请求方,所以这些字段放空就好。

完整代码:

// 002 project main.go
package main

import (
    "bytes"
    "encoding/binary"
    "fmt"
    "net"
    "strings"
    "time"
)

type dnsHeader struct {
    Id                                 uint16
    Bits                               uint16
    Qdcount, Ancount, Nscount, Arcount uint16
}

func (header *dnsHeader) SetFlag(QR uint16, OperationCode uint16, AuthoritativeAnswer uint16, Truncation uint16, RecursionDesired uint16, RecursionAvailable uint16, ResponseCode uint16) {
    header.Bits = QR<<15 + OperationCode<<11 + AuthoritativeAnswer<<10 + Truncation<<9 + RecursionDesired<<8 + RecursionAvailable<<7 + ResponseCode
}

type dnsQuery struct {
    QuestionType  uint16
    QuestionClass uint16
}

func ParseDomainName(domain string) []byte {
    var (
        buffer   bytes.Buffer
        segments []string = strings.Split(domain, ".")
    )
    for _, seg := range segments {
        binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, byte(len(seg)))
        binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, []byte(seg))
    }
    binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, byte(0x00))

    return buffer.Bytes()
}
func Send(dnsServer, domain string) ([]byte, int, time.Duration) {
    requestHeader := dnsHeader{
        Id:      0x0010,
        Qdcount: 1,
        Ancount: 0,
        Nscount: 0,
        Arcount: 0,
    }
    requestHeader.SetFlag(0, 0, 0, 0, 1, 0, 0)

    requestQuery := dnsQuery{
        QuestionType:  1,
        QuestionClass: 1,
    }

    var (
        conn   net.Conn
        err    error
        buffer bytes.Buffer
    )

    if conn, err = net.Dial("udp", dnsServer); err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
        return make([]byte, 0), 0, 0
    }
    defer conn.Close()

    binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, requestHeader)
    binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, ParseDomainName(domain))
    binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, requestQuery)

    buf := make([]byte, 1024)
    t1 := time.Now()
    if _, err := conn.Write(buffer.Bytes()); err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
        return make([]byte, 0), 0, 0
    }
    length, err := conn.Read(buf)
    t := time.Now().Sub(t1)
    return buf, length, t
}
func main() {
    remsg, n, _ := Send("114.114.114.114:53", "www.baidu.com")
    fmt.Println(remsg, n)
}

 

抓个包看看:

 

这是发出去的,看看详细的Questions信息:

 

我们设置的请求类型是1,class1,意味着是请求A记录,class IN。下一节我们在来讨论下如何处理服务器端响应的内容。

 

 转自:http://www.cnblogs.com/chase-wind/p/6814053.html

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